结构试验PPT第4章结构试验测试技术

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1、土木工程试验罗维刚兰州理工大学土木工程学院2010年03月01日E-mail:luowg@lut.cnSCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.第4章结构试验测试技术SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.试件的外部作用：力、位移、温度、振动（输入数据）;试件的反应：应力、应变、位移、裂缝、转角、速度、加速度（输出数据）;试验测试技术就是用各种方法，对这些数据进行测量和记录。系统信号输入信号输出数据采集数据采集结构测试过程4.1概述SCHOOLOFCIVILENGN

2、IEERING.LUT.1.按功能和使用情况分：传感器：放大器：显示、记录器：分析仪器：数据采集仪：自动采集记录；数据采集系统：可以实现以上各功能的设备仪表综合系统；2.按仪器仪表的工作原理分：机械式仪器；电测仪器；光学测量仪器；复合式仪器；伺服式仪器：带有控制功能仪器4.1.1设备仪器的分类4.1概述SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.3.按仪器仪表用途分：测力传感器；位移传感器；应变计；倾角传感器；频率计；测振传感器。4.按功能种类：单件式和集成式；5.按仪器仪表与结构的关

3、系分：附着式与手持式；接触式与非接触式；绝对式与相对式。6.按仪器仪表显示与记录的方式分：直读式与自动记录式；模拟式和数字式。4.1概述SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.1.刻度值：仪器的最小分度值，是指示或显示装置所能指示的最小测量值，即每一最小刻度所表示的测量数值。2.量程：仪器仪表可以测量的最大范围。20%~80%3.灵敏度：被测量的单位物理量所引起仪器输出或显示值的大小，即仪器仪表对被测物理量变化的反应能力或反应速度。4.精确度：仪表指示值与被测真值的符合程度。精确度

4、高的仪表意味着随机误差和系统误差都很小。常以最大量程时的相对误差来表示精度，并以此来确定仪器的精度等级。例如，一台精度为0.2级的仪表，意思是测定值的误差不超过最大量程的±0.2％。4.1.2仪器仪表的主要技术性能指标4.1概述SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.1.测量仪器不应该影响结构的工作；要求仪器自重轻、尺寸小，尤其是对模型结构试验，还要考虑仪器的附加质量和仪器对结构的作用力。2.测量仪器具有合适的灵敏度、量程和精度。3.安装使用方便，稳定性和重复性好。4.价廉耐用，可

5、重复使用，安全可靠，维修容易。5.在达到上述要求条件下，尽量要求多功能，多用途，以适应多方面的需要。4.1.3结构试验对仪器设备的使用要求4.1概述SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.应变测量应变量测一般是用应变计测出试件在一定长度范围（称为标距）内的长度变化，再计算出应变值。测出的应变值实际是标距范围内的平均应变。因此，对于应力梯度较大的结构或混凝土等非匀质材料，都应注意应变计标距的选择。混凝土结构，应变计的标距应大于2～3倍最大骨料粒径；砖石结构，应变计的标距应大于4皮砖；

6、木结构试验时，一般要求应变计标距不小于20cm；钢材等匀质材料，应变计标距可取小一些。4.2.1电阻法4.2应变测量SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.（3）频率响应好。可测量静态到数十万赫的动态应变。（4）应变片尺寸小，重量轻。（5）测量过程中输出电信号，可制成各种传感器。（6）可在各种复杂环境下测量。（1）测量灵敏度和精度高。其最小应变读数为（微应变，）在常温测量时精度可达。（2）测量范围广。可测。4.2.1电阻法4.2应变测量SCHOOLOFCIVILENGNIEERIN

7、G.LUT.电阻应变片的工作原理是利用金属导体的“应变电阻效应”，即金属丝的电阻值随其机械变形而变化的物理特性（图4-1）。根据欧姆定律：当金属丝受力而变形时，其长度、截面面积和电阻率都将发生变化，微分得到：4.2应变测量1.电阻应变片的工作原理Ks：表示单位应变引起的相对电阻变化，称金属丝灵敏系数。越大，单位应变引起的电阻变化也越大。常数线性4.2应变测量4.2应变测量SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.问题转化为测量金属丝的电阻的变化测量结构构件的内力各截面应力分布各截面应

8、变分布本构关系根据假定由表及里可以测量的表面纤维的变形测点位置应变片与纤维协同变形4.2应变测量SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.由于电阻片的敏感栅并不是一根直丝，再有受到弯头横向变形、胶层、基底等传递变形的影响，所以应变片灵敏度系数K，一般在标准应变梁上由抽样标定测出，标定梁为纯弯梁或等强度钢梁。此式用于应变片粘贴后的情形4.2应变测量2.电阻应变片的构造电阻栅引出线栅长栅宽主要技术指标1.电阻值（Ω）：120、3502.规格：影响测试性能。